一種化工濃鹽水制取小蘇打和硫酸銨的方法技術

本發明專利技術公開了一種化工濃鹽水制取小蘇打和硫酸銨的方法，屬于固廢雜鹽資源化處理技術領域，該方法將蒸發濃縮的化工濃鹽水除硬后得到的精致芒硝液利用氨堿法反應制得小蘇打與硫酸銨產品。本發明專利技術方法解決了化工高濃鹽水的難處理的問題，實現了高濃鹽水中雜鹽的回收再利用，滿足可持續發展要求。同時，與食鹽法制取小蘇打相比，利用此法可以降低設備的防腐要求，節省制小蘇打的工程投資，副產的硫酸銨的價值也高于氯化銨，在經濟效益上有明顯優勢。

Method for preparing sodium bicarbonate and ammonium sulfate from concentrated brine

The invention discloses a method for preparing chemical brine soda and ammonium sulfate, which belongs to the technical field of solid waste mixed salt resources, the evaporation of the chemical brine except refined mirabilite solution obtained after using hard ammonia soda soda was prepared with ammonium sulfate product. The method of the invention solves the problem of difficult treatment of high concentrated brine in chemical industry, and realizes the recovery and reuse of the mixed salt in the high concentrated brine so as to meet the requirements of sustainable development. At the same time, compared with the salt prepared by baking soda, using this method can reduce the corrosion of equipment requirements, save the project investment for baking soda, ammonium sulfate by-product value is higher than that of ammonium chloride, has obvious advantages in economic benefit.

【技術實現步驟摘要】
一種化工濃鹽水制取小蘇打和硫酸銨的方法
本專利技術屬于資源回收
，具體涉及以危廢渣鹽硫酸鈉為原料通過氨堿法，反應生產碳酸氫鈉和硫酸銨產品的方法。
技術介紹
近年來，我國煤化工發展迅速，煤化工為我國實施石油替代戰略及化學工業結構調整起到了十分重要的積極意義。煤化工產業通常含鹽廢水量大，且難以處理，煤化工行業的廢水排放問題成為環保治理的重點。企業通常將含鹽廢水預處理后再采用蒸發結晶過程來減少含鹽廢水積聚量，結晶渣鹽作為危險廢物通常采用填埋手段進行處理。填埋渣鹽占用土地的同時也浪費了結晶渣鹽資源。煤化工雜鹽主要包含可溶性鹽類(主要為Na+,C1-,SO42-等)，以及少量有機物，國家環保部門將煤化工蒸發結晶的雜鹽列入危險廢物嚴格管控。如何把危廢雜鹽減量化、資源化利用或者轉變成具有高附加值相關鹽化工產品的開發是充分實現化工企業零排放的關鍵。同時符合國家和地方政府的產業和技術政策，也是推動危險廢物資源綜合利用的必然要求。我國芒硝儲量較大，但芒硝本身利用價值小低，市場容量小。同時煤化工產業每年產出相當量的硫酸鈉，開發芒硝新的利用途徑具有重要意義。根據目前國內煤化工濃縮廢水處理狀況，結合國家環保政策要求，本專利技術提供的方法以分質結晶鹽硫酸鈉為原料轉化為硫酸銨，處理危廢的同時又將危廢雜鹽變為附加值較高的化工產品，滿足煤化工零排放目的。小蘇打是一種重要的化工原料，可直接作為制藥工業的原料，用于治療胃酸過多，還可以用于電影制片、鞣革、選礦、冶煉、金屬熱處理，以及用于纖維、橡膠工業等。目前，常用氯化鈉、氨、二氧化碳反應，在生產小蘇打的同時聯產氯化鈉，該工藝路線在我國應用廣泛，但對設備防腐要求高，設備建設投資費用高。硫酸銨主要用作肥料，適用于各種土壤和作物。還可用于紡織、皮革、醫藥等方面。生物學上的用途也很多，多用于蛋白純化工藝方面。
技術實現思路
為了克服現有的技術中化工濃鹽水難以處理的問題,本專利技術提供了一種化工濃鹽水制取小蘇打和硫酸銨的方法，實現雜鹽資源化處理。該方法將蒸發濃縮的化工濃鹽水除硬后得到的精致芒硝液利用氨堿法反應制得小蘇打與硫酸銨產品，此方法既解決了化工濃鹽水難以處理的問題，又實現了濃鹽水中鹽分的回收利用，滿足可持續發展的要求。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種化工濃鹽水制取小蘇打和硫酸銨的方法，其特征在于，所述的方法采用的處理系統包括通過管道依次連接的原料罐、反應池、混凝澄清池、精致芒硝罐、碳化塔、鹽漿桶、增稠器、第一離心機、離心液桶、一次蒸發濃縮裝置、結晶器、第二離心機和二次蒸發濃縮裝置；所述的增稠器上端的排液口通過管道直接連接至離心液桶；采用上述處理系統制取小蘇打和硫酸銨的方法包括以下步驟：1)預處理：將化工濃鹽水進行蒸發濃縮得到飽和的硫酸鈉溶液，將硫酸鈉溶液通入原料罐儲存；2)去除鈣鎂離子：將步驟1)中原料罐內的溶液通入反應池，向反應池中添加氫氧化鈉和碳酸鈉固體反應以除去溶液中的鈣鎂離子，防止碳化塔中結垢，進一步提純硫酸鈉溶液；3)混凝澄清：將步驟2)去除鈣鎂離子的溶液通入混凝澄清池中并加入混凝劑攪拌，攪拌一段時間后靜置澄清得到上清液，去除飽和硫酸鈉中的不溶物物及雜質；4)碳酸氫銨制備：將步驟3)中的上清液通入精致芒硝罐，將氨氣和二氧化碳氣體通入精致芒硝罐中反應生成碳酸氫銨，生成碳酸氫銨與硫酸鈉混合，發生如下反應：5)碳化反應：將步驟4)中充分混合反應后的溶液通入碳化塔進行碳化反應，在反應過程中持續加入二氧化碳氣體反應生成的碳酸氫鈉晶體從塔底析出通入鹽漿桶，加入二氧化碳氣體防止反應可逆，發生如下反應：6)增稠：將步驟5)得到的碳酸氫鈉晶漿在增稠器中增稠得到碳酸氫鈉晶漿和上清液，提高進第一離心機前晶漿固液比；7)第一次離心處理：將步驟6)中得到的碳酸氫鈉晶漿在第一離心機的離心力作用下處理，得到母液和含水率較低的碳酸氫鈉晶體，碳酸氫鈉晶體輸送至干燥器中干燥即得到小蘇打；8)氨氣和二氧化碳回收：將步驟6)得到的上清液和步驟7)得到的母液儲存于離心液桶中，并加入硫酸調節pH值，將未反應完全的氨氣生成硫酸銨并將二氧化碳回收；水中的碳酸氫根離子在pH≤4以下可以轉化為碳酸氫分子并釋放二氧化碳氣體，發生如下反應：9)第一次蒸發濃縮：將步驟8)中的離心液桶中儲存液通入一次蒸發濃縮裝置，在一次蒸發濃縮裝置內的加熱室進行加熱，加熱后的料液在蒸發室進行蒸發濃縮，對母液進行進一步濃縮；10)結晶：將步驟9)中蒸發濃縮后的物料在結晶器中冷卻結晶，將母液中未反應完全的硫酸鈉降溫結晶析出并回收再次利用；11)第二次離心處理：將步驟10)結晶后的晶體采用第二離心機進行離心處理，冷卻降溫至25℃時會有復鹽Na2SO4·(NH4)SO4·4H2O析出，需要離心機離心此雜鹽去除；12)第二次蒸發濃縮：將步驟11)離心處理后的物料通入二次蒸發濃縮裝置，在二次蒸發濃縮裝置內的加熱室進行加熱，加熱后的料液在蒸發室進行蒸發濃縮，蒸發濃縮后的物料排出通過干燥器干燥即得到硫酸銨，蒸發結晶制得高純度硫酸銨產品。優選的，步驟2)中添加氫氧化鈉和碳酸鈉固體的質量比為1：4。優選的，步驟3)中采用的混凝劑為聚合氯化鋁，加入混凝劑后攪拌10-15min，攪拌后溶液靜置30min澄清。優選的，步驟4)中加入氨氣和二氧化碳氣體體積比是1:10。優選的，步驟5)中，碳化塔壓力為0.35-0.4MPa，通入CO2體積含量為65-75％，CO2進塔溫度為40℃-45℃，提高二氧化碳的在反應中溶解度，碳化時間需要3-4h。優選的，步驟8)中，加入硫酸調節離心液桶內的pH為4以下。優選的，步驟9)中，一次蒸發濃縮裝置中加熱室通入的飽和蒸汽溫度≤143℃，加熱室壓力≤0.4MPa，加熱后的料液在蒸發室進行蒸發濃縮，蒸發室溫度≤100℃，蒸發室壓力≤0.27MPa。優選的，步驟10)中，結晶器內部的溫度冷卻至60℃。優選的，二次蒸發濃縮裝置中加熱室通入的飽和蒸汽溫度≤143℃，加熱室壓力≤0.4MPa，加熱后的料液在蒸發室進行蒸發濃縮，蒸發室溫度≤130℃，蒸發室壓力≤0.27MPa。本專利技術的優點是：本專利技術方法解決了化工濃鹽水的難處理的問題，實現了濃鹽水中鹽分的回收利用，且無廢液排出，滿足可持續發展要求。同時，與食鹽法制取小蘇打相比，利用此法可以降低設備的防腐要求，節省制小蘇打的工程投資，副產的硫酸銨的價值也高于氯化銨，在經濟效益上有明顯優勢。(1)該方法以化工濃鹽水為原料生產小蘇打和硫酸銨產品，實現了對硫酸鈉的有效利用，節省了企業危廢雜鹽處置費用的支出，同時產生了可觀的經濟效益；(2)通過此雜鹽資源化技術，避免了危廢雜鹽填埋對土地資源的占用，將環境污染程度降低到最低；(3)制小蘇打反應時間較短，生產工藝簡單。附圖說明圖1為本專利技術采用的處理系統的結構示意圖。具體實施方式下面將結合附圖對本專利技術作進一步的說明：如圖1所示，為本專利技術所使用的處理系統，所述的處理系統包括通過管道依次連接的原料罐10、反應池11、混凝澄清池12、精致芒硝罐13、碳化塔14、鹽漿桶15、增稠器16、第一離心機17、離心液桶18、一次蒸發濃縮裝置19、結晶器20、第二離心機21和二次蒸發濃縮裝置22；所述的增稠器16上端的排液口通過管道直接連接至離心液桶18。采用上述系統通過如下幾個實施例本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種化工濃鹽水制取小蘇打和硫酸銨的方法，其特征在于，所述的方法采用的處理系統包括通過管道依次連接的原料罐、反應池、混凝澄清池、精致芒硝罐、碳化塔、鹽漿桶、增稠器、第一離心機、離心液桶、一次蒸發濃縮裝置、結晶器、第二離心機和二次蒸發濃縮裝置；所述的增稠器上端的排液口通過管道直接連接至離心液桶；采用上述處理系統制取小蘇打和硫酸銨的方法包括以下步驟：1)預處理：將化工濃鹽水進行蒸發濃縮得到飽和的硫酸鈉溶液，將硫酸鈉溶液通入原料罐儲存；2)去除鈣鎂離子：將步驟1)飽和硫酸鈉溶液通入反應池，向反應池中添加氫氧化鈉和碳酸鈉固體反應以除去溶液中的鈣鎂離子；3)混凝澄清：將步驟2)去除鈣鎂離子的溶液通入混凝澄清池中并加入混凝劑攪拌，攪拌一段時間后靜置澄清得到上清液；4)碳酸氫銨制備：將步驟3)中的上清液通入精致芒硝罐，將氨氣和二氧化碳氣體通入精致芒硝罐中反應生成碳酸氫銨；5)碳化反應：將步驟4)中充分混合反應后的溶液通入碳化塔進行碳化反應，在反應過程中持續加入二氧化碳氣體，反應生成的碳酸氫鈉晶體從塔底析出通入鹽漿桶；6)增稠：將步驟5)得到的碳酸氫鈉晶體在增稠器中增稠得到碳酸氫鈉晶漿和上清液；7)第一次離心處理：將步驟6)中得到的碳酸氫鈉晶漿在第一離心機的離心力作用下處理，得到母液和含水率較低的碳酸氫鈉晶體，碳酸氫鈉晶體輸送至干燥器中干燥即得到小蘇打；8)氨氣和二氧化碳回收：將步驟6)得到的上清液和步驟7)得到的母液儲存于離心液桶中，加入硫酸調節pH值，將未反應完全的氨氣生成硫酸銨并將二氧化碳回收；9)第一次蒸發濃縮：將步驟8)中的離心液桶中儲存液通入一次蒸發濃縮裝置，在一次蒸發濃縮裝置內的加熱室進行加熱，加熱后的料液在蒸發室進行蒸發濃縮；10)結晶：將步驟9)中蒸發濃縮后的物料在結晶器中冷卻結晶；11)第二次離心處理：將步驟10)結晶后的晶體采用第二離心機進行離心處理；12)第二次蒸發濃縮：將步驟11)離心處理后的物料通入二次蒸發濃縮裝置，在二次蒸發濃縮裝置內的加熱室進行加熱，加熱后的料液在蒸發室進行蒸發濃縮，蒸發濃縮后的物料排出通過干燥器干燥即得到硫酸銨。...

【技術特征摘要】
1.一種化工濃鹽水制取小蘇打和硫酸銨的方法，其特征在于，所述的方法采用的處理系統包括通過管道依次連接的原料罐、反應池、混凝澄清池、精致芒硝罐、碳化塔、鹽漿桶、增稠器、第一離心機、離心液桶、一次蒸發濃縮裝置、結晶器、第二離心機和二次蒸發濃縮裝置；所述的增稠器上端的排液口通過管道直接連接至離心液桶；采用上述處理系統制取小蘇打和硫酸銨的方法包括以下步驟：1)預處理：將化工濃鹽水進行蒸發濃縮得到飽和的硫酸鈉溶液，將硫酸鈉溶液通入原料罐儲存；2)去除鈣鎂離子：將步驟1)飽和硫酸鈉溶液通入反應池，向反應池中添加氫氧化鈉和碳酸鈉固體反應以除去溶液中的鈣鎂離子；3)混凝澄清：將步驟2)去除鈣鎂離子的溶液通入混凝澄清池中并加入混凝劑攪拌，攪拌一段時間后靜置澄清得到上清液；4)碳酸氫銨制備：將步驟3)中的上清液通入精致芒硝罐，將氨氣和二氧化碳氣體通入精致芒硝罐中反應生成碳酸氫銨；5)碳化反應：將步驟4)中充分混合反應后的溶液通入碳化塔進行碳化反應，在反應過程中持續加入二氧化碳氣體，反應生成的碳酸氫鈉晶體從塔底析出通入鹽漿桶；6)增稠：將步驟5)得到的碳酸氫鈉晶體在增稠器中增稠得到碳酸氫鈉晶漿和上清液；7)第一次離心處理：將步驟6)中得到的碳酸氫鈉晶漿在第一離心機的離心力作用下處理，得到母液和含水率較低的碳酸氫鈉晶體，碳酸氫鈉晶體輸送至干燥器中干燥即得到小蘇打；8)氨氣和二氧化碳回收：將步驟6)得到的上清液和步驟7)得到的母液儲存于離心液桶中，加入硫酸調節pH值，將未反應完全的氨氣生成硫酸銨并將二氧化碳回收；9)第一次蒸發濃縮：將步驟8)中的離心液桶中儲存液通入一次蒸發濃縮裝置，在一次蒸發濃縮裝置內的加熱室進行加熱，加熱后的料液在蒸發室進行蒸發濃縮；10)結晶：將步驟9)中蒸發濃縮后的物料在結晶器中冷卻結晶；11)第二次離心處理：將步驟10)結晶后的晶體采用第...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董文波，郝耿健，
申請(專利權)人：科萊環境工程北京有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11